酒精性肝病发病机制研究进展*

王洪岩，李 鑫，徐有青

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酒精性肝病发病机制研究进展*

王洪岩，李 鑫，徐有青

酒精性肝病；发病机制；危险因素

酒精性肝病（alcoholic liver disease，ALD）是指长期过量饮酒导致的肝脏疾病，包括酒精性脂肪肝（alcoholic fatty liver，AFL）、酒精性肝炎（alcoholic hepatitis，AH）、酒精性肝纤维化（alcoholic hepatic fibrosis，AHF）、酒精性肝硬化（alcoholic cirrhosis，AC）和肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）。酒精性肝病是世界范围内慢性肝病的最重要病因之一，约占全球死亡率的3.8%，在发达国家十分常见。2007年美国国家防止酒精滥用及酒精中毒研究所的报告显示肝硬化死亡率位于死亡原因的第12位，其中超过48%的比例与酒精相关。在英国社区综合医院收治的各类肝硬化患者中，酒精性肝硬化占80%。在澳大利亚，酒精性肝硬化占总的疾病负担的5%，占肝病负担的50%，占肝移植病因的15%[1]。在我国，随着社会经济的发展和生活水平的提高以及受“中国酒文化”的影响，ALD发病率呈逐渐上升的趋势，在某些地区已成为继病毒性肝炎之后导致肝损害的第二大病因[2]。虽然饮酒是ALD的根本病因，90%～95%饮酒者可以发展为酒精性脂肪肝，但是只有30%～35%饮酒者发展为比较严重的酒精性肝病，包括酒精性肝炎、肝纤维化、肝硬化及肝细胞癌，说明除了酒精以外还有其他因素参与了ALD的发病机制[3]。现从以下几方面简要介绍近几年国内外对ALD发病机制的研究进展。

1 ALD发病的危险因素

ALD与酒精摄入量、饮酒种类与方式、饮食因素、性别、遗传多态性等因素有关。1）酒精摄入量：酒精摄入量是ALD发生的最重要的危险因素。Ramstedt[4]报道的欧洲14国ALD流行病学特点显示，每天酒精摄入量为30 g的饮酒者，其肝脏疾病或肝硬化的发病是不饮酒者的23.6和13.7倍。2004年Corrao等[5]关于饮酒与酒精相关疾病风险的荟萃分析显示，中等程度的酒精摄入（25 g/d）显著增加肝硬化的发病风险，并且随着酒精摄入量的增加，相对危险性也增加：酒精摄入量为50 g/d，肝硬化相对危险性可增至2倍，酒精摄入量为100 g/d，肝硬化相对危险性可增至接近5倍；2）饮酒的种类和方式：红酒饮用者ALD的发病风险要低于其他类型的饮酒者[6]。空腹饮酒、同时饮用多种类型的酒、频繁饮酒均可增加ALD的发病风险。急性大量饮酒（24小时内过多过快）和慢性过量饮酒（4～6周内过多过频）也是增加ALD发病风险的决定性因素[7]；3）饮食因素：高脂肪饮食可以增加ALD的发病风险[8]；4）性别因素：与男性相比，女性对酒精有更高的易感性和低安全性，归因于酒精在女性体内的低容量分布，即单位酒精摄入量可使女性血液酒精浓度更高。另一个可能的机制为雌激素可以增加肠粘膜对内毒素的通透性，从而增加TNF-α等诱发的肝损伤[9]；5）遗传因素及基因多态性：同卵双生子同患ALD的几率是异卵双生子的3倍。目前已发现，乙醇脱氢酶（alcohol dehydrogenase，ADH）、乙醛脱氢酶（acetaldehyde dehydrogenase，ALDH）和细胞色素P4502El（CYP2E1）等酒精代谢酶系统基因表达的差异与ALD的发病密切相关。此外，其他与乙醇代谢相关的基因多态性还有TNF-α基因启动子、CD14内毒素受体基因及DNA修复基因等。ALD的死亡率与种族相关，如遗传组分patatin-like phospholipase do-main containing 3（PNPLA3）的各种变体与肝脂肪变相关，且促进ALD向肝硬化的进展[10]；6）肥胖：包括内质网应激反应、I型巨噬细胞激活和脂联素抵抗等[11]；7）合并症：长期饮酒与慢性乙/丙型肝炎、人免疫缺陷病毒感染、非酒精性脂肪肝等肝病有协同效应[12]。

2 ALD的发病机制

酒精及其代谢产物对肝脏的直接毒性作用、氧化应激反应、肠源性内毒素血症、Kupffer细胞活化、促炎因子释放、铁沉积等多种因素参与了ALD的发生与发展。

2.1 乙醇代谢产物及氧化应激所致的肝损伤人体摄入酒精的90%由肝脏代谢，因此酒精代谢是造成ALD的主要原因。在肝脏中，乙醇的氧化代谢通过三个酶系统催化完成，即ADH、细胞色素P450系统（主要为CYP2E1）、过氧化氢酶系统。乙醛是酒精引起ALD最主要的毒性物质，可以引起肝细胞损伤、炎症以及细胞外基质产生和纤维化的形成[13]。乙醛可通过转化生长因子（transforming growth factor-β，TGF-β）诱导肝星状细胞（hepatic stellate cells，HSC）维持激活，促进炎症及纤维化的形成。乙酸可增加组蛋白乙酰化反应，一些特定基因启动子的组蛋白乙酰化可以调节巨噬细胞炎症因子的产生（如IL-6、IL-8、TNF-α等），在急性酒精性肝炎发病机制起重要作用[14]。

CYP2E1在酒精代谢过程中可以产生乙醛和活性氧簇（reactive oxygen species，ROS），产生氧化应激反应（oxidative stress，OS）。在正常情况下细胞内存在自由基清除剂，如SOD、GSH、维生素-E等，但是长期饮酒使CYP2E1活性增加，导致自由基产生增加，抗氧化物质被大量消耗，体内的氧化-抗氧化机制失去平衡，氧化产物相对过剩[15]。乙醇可以通过下调铁调素Hepcidin的表达促进肝内铁的沉积，进一步加重氧化应激[16]。

酒精性肝病患者线粒体DNA损伤率是正常对照人群的8倍。线粒体DNA的损伤引起线粒体氧化呼吸链的功能异常，抑制电子沿着呼吸链的传递，造成线粒体呼吸链复合物活性降低，加剧线粒体功能障碍，降低脂肪酸β氧化，促进脂肪肝的发生[17]。Crabb等[18]研究显示氧化应激也可能通过过氧化物增殖激活受体（peroxisome proliferator-activated receptor-α，PPARα）和固醇调节元件结合蛋白1（sterol regulatory element binding protein 1，SREBP-1）干扰脂质合成调节来促进肝内脂肪沉积。2006年Bardag-Gorce的研究[19]结果显示过表达CYP2E1的HepG2细胞内发生蛋白酶体的氧化损伤，后者是造成包括细胞角蛋白18和8在内的不可溶蛋白在肝内聚集的原因之一，这可能是ALD病理改变Mallory小体形成的原因。酒精引起的ROS可以增加巨噬细胞对内毒素（1ipopolysaccharide，LPS）的敏感性，从而促进TNF-α等炎性因子的产生[20]。乙醇引起的脂质过氧化还可以通过PKC、PI3K和PKB/Akt瀑布式激酶链引起肝星状细胞collagenα2基因启动子的激活[21]。

2.2 肠源性内毒素血症在ALD中的作用ALD患者血清内毒素高达8.5～206 pg/mL（正常值为0.3～10.4 pg/mL），是正常人的5～20倍[22，23]。LPS可经门静脉进入肝脏内，通过TLR4途径产生炎症因子对肝脏产生“二次攻击”，诱导和加重肝损伤，同时又加剧肠道黏膜屏障的损害，形成恶性循环。酒精摄入导致内毒素血症的可能机制为：1）Kupffer细胞功能失调导致解毒内毒素功能下降；2）肠内细菌过度繁殖导致过量的内毒素产生；3）肠粘膜屏障功能下降增加LPS和细菌入血的几率[24]。Mutlu等[25]用酒精喂养SD大鼠10周，发现酒精处理大鼠发生明显的菌群失调，Christopher也有类似发现[26]。随后美国和俄国学者通过对比正常戒酒与戒酒同时添加益生菌治疗的ALD患者发现，短期口服双歧杆菌和乳酸杆菌联合戒酒治疗比单纯戒酒的患者肠道菌群得到恢复更快，肝损伤也得到改善[27]。乙醇和乙醛可以通过各种磷酸化调节，引起紧密连接蛋白及粘附连接蛋白的重新分布，破坏紧密连接机构及功能，增加肠上皮对细菌及LPS的通透性[28，29]，还可以通过增加诱导型一氧化氮合成酶的活性，增加一氧化氮的产生，使细胞骨架蛋白发生重排，增加肠粘膜的通透性[30]。此外，研究显示ALD患者结肠组织中高水平的miR-212和低水平的ZO-1可增加肠道通透性[31，32]。酒精可以引起小鼠小肠锌缺乏，导致紧密连接蛋白的明显减少，破坏Caco-2单层上皮屏障功能[33]。经门静脉入血的内毒素主要经过LPS-TLR4途径激活转录因子NF-κB和AP-1，增加TNF-α和IL-1β表达，产生一系列炎症级联反应，促进ALD的发生[34]。

2.3 免疫反应在ALD发病机制中的作用酒精通过多途径激活肝内Kupffer细胞，肠道来源的LPS可以通过Kupffer细胞表面的TLR4受体途径的信号通路激活Kupffer细胞，产生一系列的促炎性因子，参与肝细胞的损伤[34]。从慢性酒精摄入大鼠肝脏分离出来的Kupffer细胞内铁明显增多，并且与NF-κB活性和TNF-α表达增高有关，说明铁过剩也有助于Kupffer细胞炎症信号的激活[35]。活化的Kupffer细胞产生的TNF-α可增加肝脏脂质合成关键转录因子固醇调节元件结合蛋白1-c（sterol regulatory element binding protein-1c，SREBP-1c）的表达[36]，增加肝脏脂质合成及沉积。另外，酒精诱导的Kupffer细胞活化可抑制脂肪细胞脂联素生成，抑制脂联素的抗脂肪变性，导致酒精性脂肪肝的发生[37]。长期酒精喂养的小鼠肝组织NK细胞数量及对HSC杀伤作用降低，长期饮酒可减弱NK细胞杀伤活化的HSC作用，抑制NK细胞及IFN-γ的抗纤维化作用[38]。酒精喂养小鼠4天即可增加补体C3和TNF-α在肝内的表达，在C3基因敲除小鼠体内，酒精引起的肝内TNF-α增加却不能导致ALD发生[39]。TLR4基因敲除小鼠在摄入酒精的早期也有补体的激活和TNF-α的表达，说明LPS/TLR4并不参与ALD的早期发病机制，补体激活后的片段C3a和C5a可能在内毒素介入之前即激活了Kupffer细胞[40]。

最近一项研究显示，ALD患者肝内可见Th17细胞激活，并且产生IL-17，促进中性粒细胞浸润，导致ALD[41]。在严重的ALD患者体内，酒精诱导产生丙二醛、4-羟基壬烯醛及其它脂质过氧化物加合物，以及丙二醛与乙醛加合物，它们可作为抗原物质激活免疫反应[42]。研究显示ALD患者69.6%自身抗体阳性，其中抗核抗体（anti-nuclear antibody，ANA）阳性率为63.8%[43]。

2.4 其他一些参与ALD发病机制的因素PPARα是一种控制脂肪酸转运和氧化的核内受体，既往研究显示酒精代谢产物乙醛可以直接抑制肝细胞内PPARα的转录活性，也可以间接通过氧化应激抑制PPARα的转录活性，从而抑制脂肪酸氧化，导致肝内脂肪沉积。近期发现PPARα还受其他一些因子的调控，如骨桥素（osteopontin）可以负向调节PPARα，在ALD动物模型和患者骨桥素均明显增加[44]。与骨桥素相反，脂联素（adiponectin）则可以正向调节PPARα活性，但是慢性酒精摄入可以抑制这一过程，导致脂肪沉积[45]。细胞自噬对于肝细胞内脂滴的移除具有重要作用。研究显示长期饮酒可以抑制细胞自噬功能。microRNAs（miRNAs）可以调节基因的表达。近些年，miRNAs在ALD中的作用越来越受到关注。酒精可以调节一些miRNAs，并且不同的miRNAs通过不同的机制参与ALD的发病机制，如酒精在体内外均可以诱导巨噬细胞miR-155的表达，后者表达可以增加Kupffer细胞对LPS的敏感性，从而增加TNF-α的产生。ALD动物肠组织中miR-212表达增加，可能负向调节ZO-1，增加肠道通透性。miR-34a可以调节基质金属蛋白酶1和2（matrix metalloproteases 1 and 2，MMP1/2）的表达，参与酒精性肝纤维化的形成等。其他与ALD发病机制有关的miRNAs还包括miR-103、miR-107和miR-122等。

可见ALD分子水平的发病机制是复杂的，它是多因素、多途径、多层次的损伤，并且各个因素之间相互关联共同促进ALD的发生与发展。目前国内外的研究为我们理解认识ALD的发病机制奠定了一定的基础，但是还有很多问题有待明确及进一步的研究，比如骨桥素在ALD发病机制中的作用有待进一步明确，各种miRNAs是如何调控基因表达，参与ALD的发生以及各种免疫细胞信号之间是如何相互关联的，但是最为重要的就是如何将这些发病机制的研究成果应用于临床，即转化医学的研究，仍是我们未来工作的重点及挑战。

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（收稿：2013-11-01）

（校对：陈从新）

Progress in the pathogenesis of alcoholic liver disease

Wang Hongyan，Li Xin，Xu Youqing.
Department of Gastroenterolo－gy，Tiantan Hospital，Capital Medical University，Beijing 100050，China

Alcoholic liver disease；Pathogenesis；Risk factors

10.3969/j.issn.1672-5069.2014.01.002

北京市卫生系统高层次卫生技术人才基金资助（编号：2011-2-08）

100050北京市首都医科大学附属北京天坛医院消化内科

王洪岩，女，27岁，医学博士。主要从事酒精性肝病的基础研究。E-mail：xinglin_freedom@126.com

徐有青，E-mail：youqingxuu@hotmail.com